JP4782005B2 - 浮揚型磁気アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明の目的は、浮揚型磁気アクチュエータであり、特に、マイクロテクノロジーによって作製し得るようなマイクロアクチュエータである。

このような磁気アクチュエータは、可動磁気部分と固定磁気部分とを備えている。可動磁気部分は、固定磁気部分に対して吸着されていない場合、浮揚状態とされている。そのようなアクチュエータは、非常に有望であり、今後、そのようなアクチュエータは、スイッチングを行うためのトランジスタシステムに対して競合し得るものとなるであろう。

本出願人によって２００１年７月２７日付けで出願された特許文献１により、磁気アクチュエータが公知であり、この磁気アクチュエータは、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、可動磁気部分１と、可動磁気部分１を引き付けるための少なくとも２つの吸引領域２．１，２．２を有した固定磁気部分２と、可動磁気部分１の変位をトリガーするための手段３と、を備えている。可動磁気部分は、矩形プレートという形状の磁石として形成されている。吸引領域２．１，２．２のいずれに対しても吸着されていない場合、可動磁気部分１は、吸引領域２．１，２．２の双方の間において浮揚状態にある。図においては、吸引領域２．１は、互いに離間した一対をなす２つの磁石２．１ａ，２．１ｂに対応している。同様に、吸引領域２．２は、互いに離間した一対をなす２つの磁石２．２ａ，２．２ｂに対応している。各磁石２，１ａ，２．１ｂ，２．２ａ，２．２ｂには、それぞれ対応する電気的コンタクトＣ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２が設けられている。可動磁気部分１にも、また、電気的コンタクトＣ１，Ｃ２が設けられている。これら電気的コンタクトＣ１，Ｃ２は、互いに反対側に配置されており、固定磁気部分２に対してコンタクトすることとなる面を形成している。可動磁気部分１が、左側の吸引領域２．１に対して吸着されている場合には、可動磁気部分１のコンタクトＣ１は、吸引領域２．１のゾーンの双方のコンタクトＣ１１，Ｃ１２に対して接続されることとなる。可動磁気部分１が、右側の吸引領域２．２に対して吸着されている場合には、可動磁気部分１のコンタクトＣ２は、吸引領域２．２のゾーンの双方のコンタクトＣ２１，Ｃ２２に対して接続されることとなる。矢印は、双方の状況において、コンタクトどうしの間にわたって流れる電流を示している。可動磁石の移動のトリガーは、移動をトリガーするための手段３内へと電流パルスを流すことによって引き起こされる。手段３は、この例においては、複数のターンを有したコイルという態様で図示されており、可動磁気部分１および固定磁気部分２からなるアセンブリの下方に配置されている。

トランジスタ式スイッチと比較した場合、このような浮揚型磁気スイッチおよび一般的な機械的遮断器は、スイッチング時間が、少なくとも数μｓといったように無視できないものであるという欠点を有している。これらアクチュエータにおける他の欠点は、電気的コンタクトの品質が、多数回のスイッチング動作後には、劣化してしまうことである。

浮揚型磁気スイッチの他の欠点は、スイッチング時にかなり多くの電流を消費することである。

他方、浮揚型磁気スイッチは、可動磁気部分が固定磁気部分に対して吸着された安定位置においては、一切の電力を消費しないという利点を有している。このことは、トランジスタの場合では、あり得ない。トランジスタは、休止中であっても小さな電力を消費し、電力を継続的に供給する必要がある。
仏国特許出願公開第２ ８２８ ０００号明細書

本発明の目的は、従来技術によるアクチュエータと比較して、スイッチング時間を低減させたような、および／または、駆動電流を低減させたような、浮揚型磁気アクチュエータを提供することである。

本発明の他の目的は、スイッチング時の電流消費を低減させたような、磁気アクチュエータを提供することである。

本発明の他の目的は、コンタクト品質が改良されかつ耐久性を有しているような、磁気アクチュエータを提供することである。

本発明の他の目的は、可動磁気部分の角度安定性を増大させたような、磁気アクチュエータを提供することである。

これらの目的を達成するために、本発明は、磁気アクチュエータであって、可動磁気部分と、この可動磁気部分を吸着するための少なくとも２つの吸引領域を有した固定磁気部分と、可動磁気部分の変位をトリガーするための手段と、を具備し、可動磁気部分が、吸引領域に対して吸着されていないときには、浮揚型とされる。可動磁気部分は、磁石重量を低減させた磁石ベース部分を備え、この部分は、全体的容積を有し、この部分の質量は、全体的容積のすべてが磁石から形成されている場合と比較して、小さなものとされている。

したがって、磁石重量が低減された部分のおかげで、可動磁気部分の質量を低減させることができ、同じ駆動力であっても、可動磁気部分のスイッチングを、より速く行うことができる、あるいは別の言い方をすれば、同じスイッチング時間でもって駆動するに際して、必要な駆動電流を低減することができる。スイッチング時間と、駆動電流と、の双方に関して、効果を有している。

磁石重量を低減させた部分は、少なくとも１つの穴が設けられた１つまたは複数の磁石から形成することができる。

穴は、貫通穴とすることができる。また、穴は、磁石よりも密度が小さなものとされた固体材料によって、充填することができる。

低密度固体材料は、構成に応じて、半導体材料、プラスチック材料、軟磁性材料、および、誘電性材料、の中から選択することができる。

一変形例においては、穴は、固体材料が欠如したものとすることができる。

磁石重量を低減させた部分は、実質的に矩形プレートとすることができる。

磁石重量を低減させた部分は、磁石フレームを備えることができる。

変位のために必要な電流を低減させ得るような代替可能な実施形態においては、磁石重量を低減させた部分は、変位を行う方向において、互いに離間して配置された複数の磁石を備えることができ、これら磁石は、互いに同じ磁化方向を有している。

同じ目的のために、磁石重量を低減させた部分は、変位を行う方向において、互いに交互に配置された複数の磁石と少なくとも１つの低密度部分とを備えることができる。

磁石は、変位を行う方向に対して実質的に直交したバーの形態とすることができる。

コンタクト力を最大化させ得るよう、磁石重量を低減させた部分の端部には、磁石を配置することが有利である。しかしながら、用途によっては、あるいは、磁石の磁気特性によっては、端部に、磁石以外の材料を配置することにも、興味深い。

変位に必要な合計電流量を低減させ得るよう、変位をトリガーするための手段は、一連をなす複数の導電体をなす導電体部分からなる曲折路として構成された少なくとも１つの導電体を備えることができ、これら導電体部分においては、電流が互いに逆向きに流れることができ、可動磁気部分が吸引領域に対して吸着されている場合には、各磁石は、同じ向きに電流が流れている導電体部分の一方と協働するものとされる。

双方向の制御を単純化し得るよう、端部に配置された磁石の変位の方向における寸法は、変位を行う長さと実質的に同じものとされることが好ましい。

格別の安定であるような他の代替可能な実施形態においては、磁石重量を低減させた部分は、少なくとも１つの中央磁石と、この中央磁石を少なくとも部分的に囲む少なくとも１つの低密度部分と、を備え、中央磁石は、実質的に円形のパッドあるいは卵形のパッドという形状とされる。

コンタクト力を増大させ得るよう、可動磁気部分は、吸引領域に対して吸着されることとなる少なくとも１つの面を有し、この面は、湾曲面とすることができる。

湾曲面とすることに代えて、そのような面は、ジグザグ面とすることができる。

このような構成においては、吸引領域は、可動磁気部分のうちの、吸引領域に対して吸着されることとなる面の幾何形状に対して相補的な幾何形状を有している。

特にＲＦコンタクト素子の場合には、少なくとも一方の吸引領域は、可動磁気部分がこの吸引領域に対して吸着した際に容量性コンタクトを行い得るよう、誘電性部分を有している。

同じ目的のために、磁石重量を低減させた部分は、可動磁気部分が吸引領域の一方に対して吸着した際に容量性コンタクトを行い得るよう、誘電性部分を有することができる。

本発明は、また、上記タイプの磁気アクチュエータを形成するための方法に関するものである。本発明による方法においては、
−第１基板上において、固定磁気部分をなす磁石と、可動磁気部分の、磁石重量を低減させた部分をなす磁石と、を受領し得るケースを形成し、この場合、部分を、全体的容積を有するものとし、この部分の質量を、全体的容積のすべてが磁石から形成されている場合と比較して、小さなものとし、
−ケース内に、磁石を成膜し、
−誘電体層を成膜し、その後、この誘電態層をエッチングし、これにより、可動磁気部分の、磁石重量を低減させた部分と、その周囲部分と、を、固定磁気部分のところまで、露出させ、
−第２基板上において、可動磁気部分の変位をトリガーさせるための導電体を受領し得る少なくともケースを形成し、
−ケース内に導電体を成膜し、
−互いに対向させつつ双方の基板を組み立て、
−第１基板を完全にあるいは部分的に除去し、これにより、固定磁気部分から、磁石重量を低減させた部分を解放する。

本発明による方法においては、さらに、磁石重量を低減させた部分を解放する前に、可動磁気部分の磁石重量を低減させた部分内の磁石を磁化するとともに、可能であれば、固定磁気部分を磁化することができる。

第１基板の誘電体層のエッチングステップを行うことにより、導電体に対して電力を供給するための少なくとも１つの電気コンタクトに対してのアクセスをもたらし得る少なくとも１つの開口を形成することができる。

誘電体層のエッチングステップの後に、磁石重量を低減させた部分の周囲において、および、磁石重量を低減させた部分の一部を構成することとなる少なくとも１つの低密度部分のところにおいて、第１基板のエッチングステップを行うことができる。

代替可能な実施形態においては、誘電体層のエッチングステップの後に、磁石重量を低減させた部分の一部を構成することとなる少なくとも１つの低密度部分をマスキングしつつ、磁石重量を低減させた部分の周囲において、第１基板のエッチングステップを行い、これにより、磁石重量を低減させた部分を、基板材料によって充填された低密度部分とすることができる。

本発明による方法においては、導電体の成膜後にかつ双方の基板の組立前に、第２基板上において、導電体に対する電力供給用の少なくとも１つの電気的コンタクトを形成することができる。

双方の基板の組立前に、第２基板の表面上に、誘電体材料を成膜することができる。この誘電体材料は、導電体を保護するために使用することができる。

基板は、稠密な半導体基板、あるいは、ＳＯＩタイプの半導体基板とすることができる。

本発明は、添付図面を参照しつつ、本発明を何ら限定するものではなく単なる例示としての好ましい実施形態に関する以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。

複数の図面にわたっては、同様の部材および等価な部材に対しては、同じ参照符号が付されている。

図面中の様々な部分は、図面を見易いものとし得るよう、必ずしも同じスケールで図示されているわけではない。

様々な変形例は、互いに排他的ではないものとして、理解されるべきである。

さて、図２Ａ〜図２Ｊは、本発明による磁気アクチュエータにおける、可動磁気部分２０と、固定磁気部分１０と、可動磁気部分２０の変位をトリガーするための手段３０と、に関しての様々な可能な構成を示している。可動磁気部分２０の変位は、ｘｙ平面内において、ｘ軸方向に沿って行われる。

可動磁気部分に対して所定の磁力が印加された場合の磁気アクチュエータのスイッチング時間は、可動磁気部分の質量に比例する。横ぶれを起こすことなく、２つの吸引領域の間にわたって可動磁気部分を直線的に移動させ得るよう、移動方向をなす軸方向におけるの可動磁気部分の寸法は、他の２つの軸方向における寸法と比較して、より大きなものであるべきである。このため、可動磁気部分は、一般に、変位方向が長尺であるような矩形の磁石プレートとされる。これらの考察により、可動磁気部分は、比較的大きな容積のものとなり、したがって、比較的大きな質量のものとなる（磁石の密度が、一般に大きいため）。

しかしながら、実際には、アクチュエータの双安定性に関与しているのは、磁石のうちの、固定磁気部分の吸引領域に対向している容量部分だけである。双安定性とは、固定磁気部分の各吸引領域に対しての可動磁気部分の２つの安定位置を意味している。他方、変位のトリガーは、磁石アセンブリに対して、変位トリガー手段を付設することにより（変位トリガー手段については、詳細に後述する）、引き起こされる。可動磁気部分の中央部分は、磁石である必要はない（この中央部分に、変位トリガー手段の導電体が存在していない場合）。したがって、本発明においては、磁石容積を低減させた部材として、可動磁気部分を形成する。これにより、容積の全体を磁石から形成した場合と比較して、可動磁気部分の質量を小さなものとすることができる。したがって、可動磁気部分に対して同じ力および同じ圧力が印加された場合であっても、可動磁気部分の質量が低減されていることのために、スイッチング時間が低減される、および／または、必要な駆動電流の大きさが低減される。

図２Ａは、本発明による磁気アクチュエータを示す平面図であり、この場合、固定磁気部分１０は 互いに対向した２つの吸引領域１１，１２を備えている。吸引領域１１は、図１Ａ〜図１Ｃの場合と同様に互いに離間して配置された一対をなす２つの磁気ブロック１１．１，１１．２から形成されている。吸引領域１２は、図１Ａ〜図１Ｃの場合と同様に互いに離間して配置された一対をなす２つの磁気ブロック１２．１，１２．２から形成されている。

固定磁気部分は、軟磁性材料と硬磁性材料とヒステリシス材料とからなるグループの中から選択された材料から形成される。これら材料は、単独で、あるいは、互いに組み合わせて、あるいは、超伝導材料や反磁性材料と組み合わせて、使用することができる。軟磁性材料は、例えば、鉄や、ニッケルや、鉄−ニッケルをベースとした合金や、鉄−コバルトをベースとした合金や、鉄−シリコンをベースとした合金、等とすることができる。軟磁性材料は、印加された誘導磁界に応じて、磁化する。硬磁性材料は、例えば、フェライト磁石や、サマリウムコバルトをベースとした磁石や、ネオジウム−鉄−ホウ素をベースとした磁石や、白金−コバルトをベースとした磁石や、鉄−白金をベースとした磁石、に対応する。硬磁性材料の磁化は、外部磁界には、ほとんど依存しない。例えばアルミニウムニッケルコバルト（ＡｌＮｉＣｏ）タイプのものといったようなヒステリシス材料は、軟磁性材料と硬磁性材料との間の特性を有している。ヒステリシス材料は、それらが位置している磁界に対して敏感である。例えばビスマスやパイロリティックグラファイトといったような反磁性材料に関しては、これらの磁化は、誘導磁界に対して平行ではあるものの、逆向きとなる。超伝導材料は、例えば、ニオブ−チタン（ＮｂＴｉ）やイットリウム−バリウム−銅−酸素（ＹＢａＣｕＯ）をベースとした合金とすることができる。

この例において図示された可動磁気部分２０は、吸引領域１１，１２間に位置しており、したがって、浮揚型である。可動磁気部分２０は、磁石重量を低減させた部分２００を備えている。この部分２０は、複数の穴２１が設けられた少なくとも１つの磁石２２から形成されている。穴２１は、貫通穴とすることも、有底の穴とすることも、できる。穴２１は、磁石２２の厚さ方向を向いている。この例示は、本発明を限定するものではなく、穴２１は、他の向きを向きことができる。磁石重量が低減された部分２００は、したがって、磁石２２は、実質的に平行六面体からなるプレートという形状とされている。

穴２１は、好ましくは、磁石２２の中央部分に集中しており、固定磁気部分１０の各吸引位置１１，１２に対して対向している両エッジ２３には、形成されていない。移動方向におけるこれらエッジ２３の寸法は、十分なものとされており、可動磁気領域２０が２つの吸引領域の一方から例えば吸引位置１１から離間して他方の吸引位置へと例えば吸引位置１２へと吸着される際に可動磁気領域２０が動く距離に実質的に等しいものとされている。この距離は、以降においては、ギャップと称され、図２Ｂにおいては、符号ｅによって示されている。図２Ａの例においては、磁石２２の穴２１は、固体材料が欠損した部分として、形成されている。したがって、磁石重量が低減された部分２００の質量は、穴２１を形成していない状態での質量と比較して、より軽いものである。

磁石２２は、フェライトから形成することができる。フェライトは、例えば、サマリウム−コバルトや、ネオジム−鉄−ホウ素や、白金−コバルトや、鉄−白金、をベースとしたものとされる。

穴２１は、限定するものではないけれども、例えば、磁石２２内において実質的に規則的に分散して形成される。また、すべての穴は、互いに同じ寸法のものである必要はない。

複数の穴を有していることに代えて、磁石は、ただ１つの穴だけを有することができる。固体材料が欠損した部分として穴を形成することに代えて、穴は、図２Ｂに示すように、磁石よりも密度が小さい材料によって充填することができる。この材料は、以下においては、低密度材料と称される。低密度材料の密度は、磁石よりも小さなものである。例えば、低密度材料は、プラスチック材料や、誘電性材料や、例えばシリコンといったような半導体材料や、例えば鉄やニッケルといったような軟磁性材料や、例えば鉄−ニッケルをベースとした合金や鉄−コバルトをベースとした合金や鉄−シリコンをベースとした合金等とさえ、することができる。

重要なことは、磁石重量が低減された部分２００の質量が、容積全体にわたって中実なものとして形成された場合と比較して、より軽量であることである。容積全体とは、固体材料が欠損したものとして穴が形成されている場合には、それら穴も含めた容積全体を意味している。この原理によれば、可動磁気部分の質量を、最大で約９０％も削減することができ、したがって、可動磁気部分が中実材料として形成されているような従来構成と比較して、スイッチング時間を、約１０分の１にまで低減することができる。

可動磁気部分２０の変位をトリガーするための手段３０は、１つまたは複数のターンを有したコイル３０として図示されており、このコイル３０は、可動磁気部分２０と固定磁気部分１０とからなるアセンブリの下方に配置されている。

可動磁気部分２０と、吸引領域１１，１２と、の間のコンタクトは、抵抗性のものとして示されている、つまり、オーミックコンタクトもしくはドライコンタクトとして示されている。磁石２２は、一対をなす磁気ブロック１１．１，１１．２と、一対をなす磁気ブロック１２．１，１２．２と、のいずれか一方に対して、直接的に電気コンタクトする。

図２Ｂにおいては、固定磁気部分１０は、互いに対向した２つの吸引領域１１，１２を備えている。吸引領域１１は、互いに並置された磁石１１０と誘電性部分１１１とから形成されている。吸引領域１２は、互いに並置された磁石１２０と誘電性部分１２１とから形成されている。可動磁気部分２０は、誘電体部分１１１あるいは１２１のいずれか一方に対して吸着されることとなり、これにより、いわゆる容量性コンタクトを形成することができる。容量性コンタクトの利点の１つは、抵抗性コンタクトと比較して、摩耗を受けにくいことである。

可動磁気部分２０をなす重量が低減された部分２００は、実質的に矩形のプレートとされ、フレームの形態とされた磁石２４を備えている。このフレームは、単一の貫通穴２１を規定しており、貫通穴２１は、磁石よりも密度の小さな材料２５によって充填されている。フレームは、実質的に、複数のバーによって矩形を形成している。それらバーのうちの２つのバー（符号２４．１によって示されている）は、吸引領域１１，１２に対して対向している。当然のことながら、単一の貫通穴２１は、図２Ａの場合と同様に、固体材料が欠損したものとすることができる。この図２Ｂにおいては、固定磁気部分１０の吸引領域１１，１２に対して対向しているバー２４．１の幅ｌ（変位の方向における寸法）は、実質的にギャップｅと等しいものとされている。この貫通穴を使用することによって、光学用レンズやバルブを配置することを、想定することができる。

可動磁気部分２０の変位をトリガーするための手段３０は、可動磁気部分２０の下方に配置されかつ曲折路として構成された導電体として、例示されている。トリガー手段については、図２Ｂのアクチュエータの長手方向断面図である図２Ｃを参照して、より詳細に後述する。

図２Ｄにおいては、固定磁気部分１０は、図２Ａの場合と同様のものとされ、可動磁気部分の変位をトリガーするための手段は、可動磁気部分２０の変位をトリガーするための手段は、図示の明瞭化のために、図示が省略されている。

可動磁気部分２０の磁石重量が低減された部分２００は、２つの磁石２６と、これら２つの磁石２６の間に介装された低密度部分２７と、を備えている。低密度部分２７は、実質的に正方形のプレートとされている。部分２００は、実質的に矩形形状をなすプレートとされている。磁石２６は、バーの形状とされたものであって、磁気部分位置１０の吸引領域１１，１２に対して対向して配置されている。上記の例と同様に、低密度部分２７をなす材料は、例えば、プラスチック材料や、誘電性材料や、シリコンや、あるいは軟磁性材料とさえ、することができる。

図２Ｅにおいては、磁石重量が低減された部分２００は、変位方向において交互配置された一連の磁石２６および低密度密度２７から構成されており、端部は、磁石２６とされている。とりわけ容量性コンタクトを形成することを意図した場合には、端部に磁石を配置しないこともできる。端部の磁石２６は、磁気部分位置１０の吸引領域１１，１２に対して対向している。磁石２６および低密度部分２７は、バーの形状とされている。低密度部分２７は、中実材料から形成することができる。しかしながら、低密度材料を穴に対応したものとし得ることを、想定することができる。後者の構成は、図２Ｆに図示されている。図２Ｆにおいては、磁石重量が低減された部分２００は、グリッド形状の磁石とされ、磁石からなるバー２６どうしが、それぞれの両端部のところにおいて、互いに堅固に相互取付されている。

図Ｅおよび図２Ｆにおいては、固定磁気部分１０は、互いに対向した２つの磁気部分１１１，１２１から形成され、磁気部分１１１が、吸引領域１１を形成し、磁気部分１２１が、吸引領域１２を形成している。磁石２６は、忠実なものとされている。しかしながら、これは必須ではなく、磁石２６は、少なくとも１つの穴を有することができる。同じことは、低密度部分２７が中実のものである場合には、低密度部分２７に対しても、当てはまる。

端部に位置した磁石２６は、変位方向における長さとして定義される幅が、ギャップの幅と実質的に等しいものとされている。

図２Ｅの例においては、磁石２６と低密度部分２７とは、実質的に同じ寸法を有している。これは、必須ではない。磁石重量が低減された部分２００は、実質的に矩形プレートという形状を有している。

図２Ｇにおいては、可動磁気部分２０は、磁石重量が低減された部分２００を備えている。この部分２００は、全体的に円形をなすエッジを有した中実中央磁石２８と、この中央磁石２８を少なくとも部分的に囲んでいる低密度部分２９と、から形成されている。低密度部分２９は、磁性的なものともまた非磁性的なものともすることができ、また、誘電的なものともまた導電的なものともすることができる。磁石２８は、実質的に円形形状のパッドとすることができる、あるいは、わずかに卵形のパッド（幅と長さとが似通っている）とすることができる。このパッドは、また、少なくとも１つの直線部分を有することができる。この場合、磁石をそのようなパッド形状とすることにより、可動磁気部分２０を、角度的により安定なものとすることができる。変位時に角度的にずれてしまうというリスクを、低減することができる。実質的に矩形の磁石形状と比較した場合、変位方向における磁石の寸法を低減することによって、質量を低減することができる。固定磁気部分１０は、図２Ｅの場合と同様である。

低密度部分２９を使用することによって、磁石重量を低減させた部分２００のうちの、吸引領域１１，１２に対して対向した面を、吸引領域１１，１２に対して幾何学的に適合し得るようにして補完することを想定することができる。これにより、最適のコンタクトを得ることができる。

図２Ｇの例においては、吸引領域１１，１２は、可動磁気部分２０に対向した平面を有している。この例においては４つのものとされた低密度部分２９は、パッド形状をなす磁石２８を囲んでいるコーナー部分として記述することができる。磁石の主要断面は、円形形状に対して交差する２つの側辺によって、規定されている。磁石２８に関し、それら主要断面は、吸引領域１１，１２に対して吸着されることとなる平面を形成することに寄与する。当然のことながら、他の形状とすることもできる。磁石重量が低減された部分２００は、コーナー部分２９を備えていることにより、実質的に矩形のプレートを形成する。

低密度部分２９をなす材料が誘電性である場合には、吸引領域１１，１２が導電性である限りにおいて、なおかつ、オーミックコンタクトを得ることが要望されている限りにおいて、図２Ｇに示すように、磁石２８（これ自体を導電性のものとすることができる）を、吸引領域１１，１２に対して直接的にコンタクトさせることができる。容量性コンタクトが要望された場合には、図２Ｈに示すように、低密度部分２９によって、吸引領域１１，１２に対して対向する磁石部分を完全に覆うことができる。この図においては、磁石２８は、実質的に卵形の中央パッドとされている。

可動磁気部分を、実質的に卵形の中実磁石とすることができ、したがって、実質的にエッジを有していないものとすることができる。この場合には、磁石重量を低減させるようなコーナー部分を有することとなる。このようなコーナー部分は、矩形の可動磁気部分とされた従来構成と比較して、空虚なコーナー部分をなす。さて、角度的な安定性を備えたい場合には、可動磁気部分は、実質的に卵形の中実パッドに加えて、これと協働するエッジを備えることができる。エッジは、導電性のものとも、また、誘電性かつ非磁性的なものとも、することができる。

図２Ｉにおいては、可動磁気部分２０は、磁石重量が低減された部分２００を備えており、この部分２００は、実質的に卵形のプレートという形状とされている。部分２００は、磁石フレーム２０１から構成されており、このフレーム２０１は、固体材料が欠如した中央開口２０２を規定している。当然のことながら、開口２０２は、図２Ｂに関して上述したように、低密度材料によって充填することができる。

また、可動磁気部分２０のうちの、固定磁気部分１０の吸引領域１１，１２に対して吸着されることを意図した面２０１ａは、湾曲している。吸引領域１１は、磁石重量が低減された部分２００の湾曲形状に対応した湾曲形状を有した面１１ａを備えている。同様に、吸引領域１２は、磁石重量が低減された部分２００の湾曲形状に対応した湾曲形状を有した面１２ａを備えている。可動磁気部分２０は、吸引領域１１，１２に対して吸着するとともに、吸引領域１１，１２内へと部分的に嵌め込まれることができる。よって、磁石重量が低減された部分２００の、移動方向に対する垂直方向から見た断面形状が同じであっても、固定磁気部分と可動磁気部分との間の接触表面積を、図２Ｂに示すような接触面が平面でありかつ移動方向に対して垂直である場合と比較して、増大させることができる。この場合には、コンタクトの品質を増強することができる。コンタクトの品質は、コンタクトがオーミックであるかあるいは容量性であるかにかかわらず、接触表面積に対して正比例する。当然のことながら、他の湾曲形状を、想定することができる。それは、任意の湾曲表面を、可変角度でもって連接されたの一連の小さな平面へと分割し得るからである。図２Ｊに示す単純な場合においては、表面積およびコンタクト力Ｆ’の双方は、１／ｓｉｎαという因子に従って増大する。ここで、角度αは、図２Ｊに示すように、コンタクト力Ｆ’と、変位方向に対する直交方向と、の間の角度である。

磁石重量を低減させた部分２００に関し、吸引領域１１，１２に対して吸着されることを意図した面は、湾曲面に代えて、図２Ｊに示すようなジグザグなものとすることができる。

磁石重量を低減させた部分２００は、複数の穴２０４（非貫通型のものが想定されている）を有した磁石２０３によって、形成されている。磁石２０３は、プレート形状のものとされ、穴は、一方または双方の表面に形成することができる。

したがって、磁石重量が低減された部分２００は、吸引領域１１，１２に対して吸着されることとなるジグザグ面２０５を有したプレートという形状とされている。各吸引領域１１，１２は、可動磁気部分２０を吸着し得るような対向ジグザグ面を有している。形状が、１つまたは複数の歯を備えていることによりあるいは少なくとも実質的にＶ字形状を備えていることにより、エッジが直線状であって変位方向に対して直交している場合と比較して、コンタクト力および／または接触表面積を増大させることができる。

ここで、可動磁気部分の変位をトリガーするための手段について、再考する。図２Ａにおいては、可動磁気部分の変位をトリガーするための手段３０は、１つまたは複数のターンを有したループとして構成された導電体として、図示されている。ループは、ｘｙ平面（可動磁気部分が移動する平面）に平行に配置されているとともに、可動磁気部分２０と固定磁気部分１０とからなるアセンブリの下方に配置されている。このループは、各吸引領域１１，１２に対向した導電体部分３０．１を備えている。これら導電体部分３０．１に関しては、電流は、互いに逆向きに流れる。矢印（図示の向きは一例であって任意の向きとすることができる）は、導電体内における電流の向きを示している。

この構成においては、ループ状導電体３０と、磁石重量を低減させた部分２００と、の間に相互関係は、磁界に関しては、最適化されていない。磁石２２によって形成された主要な磁界は、変位方向（ｘ方向）を向いている。それは、可動磁気部分２０が浮揚型である場合に可動磁気部分２０を磁気的に案内し得るためであり、双安定性を得るためである。磁石２２からの漏洩磁界が、吸引領域１１，１２に対向して配置された２つの導電体部分３０．１内を流れる電流と結合し、これにより、変位を開始させる。

変位を開始させるために使用される吸引力は、ラプラスの法則に基づき、磁石重量が低減された部分２００が吸着することとなる吸引領域１１，１２に対向して配置された導電体部分３０．１の中を流れの電流強度と、可動磁気部分のみによって生成された磁界でありかつ導電体部分３０．１のところにおいて支配的であるような磁界と、の間のベクトル積に比例する。この場合、導電体部分３０．１のところにおける磁界は、最適ではない。なぜなら、磁石重量が低減された部分２００の磁石２２によって生成されたすべての磁界を使用しているのではなく、その漏洩部分しか使用していないからである。導電体３０のうちの、吸引領域１１，１２に対向していない部分（符号３０．２によって示されている）は、変位のトリガーに寄与していない。磁石重量が低減された部分２００の係合を解除するのに必要な力を十分なものとし得るには、導電体３０内に、かなりの電流を流さなければならない。

他方、図２Ｂおよび図２Ｃにおいては、磁石重量が低減された部分２００は、実質的に矩形フレームであって、吸引領域１１，１２に対向した２本の磁石のバー２４．１を備えている。これらの２本の磁石バー２４．１は、互いに同じ磁化方向（図２Ｃにおいて、下向き矢印によって図示されている）を有しており、この磁化方向は、ｚ軸の方向を向いたものとされている。可動磁気部分２０の変位をトリガーするための手段３０は、バー２４．１と同様の向きとされた部分３１．１，３１．２を有してなる曲折路として構成された導電体とされている。部分３１．１，３１．２においては、電流は、互いに逆向きに流れる。電流の方向は、図２Ｃに図示されている。これら方向のうちの一方は、導出経路に対応し、他方は、戻り経路に対応している。各バー２４．１は、可動磁気部分が吸引領域１１に対して吸着された場合には、導電体部分３１．１上に位置し、可動磁気部分が吸引領域１２に対して吸着された場合には、導電体部分３１．２上に位置することとなる。バー２４．１が上方に位置した部分３１．１もしくは３１．２内においては、互いに同じ向きに電流が流れている。各バー２４．１によって形成された磁界と、関連する部分３１．１（可動磁気部分２０が、吸引領域１１に対して吸着される場合）内を流れる電流と、の間には、強い協働作用が存在する。この協働作用は、可動磁気部分２０の駆動力とも称されるような、変位力を生成する。曲折路の幾何形状は、図２に示すような単純な（ギリシャ風の）幾何形状に限定されるものではない。より複雑な幾何形状を想定することができる。例えば、互いに重ね合わせ可能な１つまたは複数の平面内にわたって延在する螺旋曲折路といったような、より複雑な幾何形状を想定することができる。

低密度部分２５のところにおいては、磁界の方向は、磁石バー２４．１によって生成される磁界の方向とは、逆向きとされている。この磁界は、隣接しているバー２４．１からの漏洩磁界に由来するものである。低密度部分２５は、フレームの中央部分が固体材料の欠損した部分である場合には仮想的なものとして記述し得るものであって、さらに、導電体部分３１．２と協働する。これにより、可動磁気部分が吸引領域に対して吸着されている際に変位のトリガーを開始することができる。低密度部分２５内の磁界は、導電体部分３１．２と協働することとなる磁界を、強化する。図２Ａの構成の場合よりも小さな電流でもって、所定の吸引力を得ることができる。図２Ｅに示すように複数の低密度部分が設けられている場合には、各低密度部分が、すべての部分において、導電体部分と協働することとなり、電流は、磁石バーの場合と同様に、同じ向きに流れることとなる。

可動磁気部分２０が吸引領域１１に対して吸着されている場合には、端部に位置した導電体部分３１．２（右側の導電体部分）は、可動磁気部分２０の一部とは協働しない。この導電体部分３１．２は、ギャップｅのところに位置している。しかしながら、可動磁気部分２０がスイッチングされて吸引領域１２に対して吸着された場合には、その導電体部分３１．２は、電流が内部を逆向きに流れていることにより、逆向きに作用する。そして、他方の端部に位置した導電体部分３１．１（吸引領域１２の側に位置した導電体部分）は、トリガーには寄与しない。よって、電流パルスが常に同じ向きに流れていることにより、可動磁気部分が休止状態とされていた初期位置に無関係に、いずれかの吸引領域に向けての変位のトリガーを、得ることができる。

したがって、可動磁気部分２０がどちらの吸引領域１１，１２に接触しているかに無関係に、可動磁気部分２０の全体と導電体３０との間において、強い協働作用が存在する。得られる力は、実質的に曲折の数に比例する。吸引領域１１，１２から可動磁気部分２０を吸引し得るだけの所定力を得るに際して、導電体３０内を流れる電流強度を低減することができる。

次に、マイクロテクノロジーを使用して本発明によるアクチュエータを形成するための様々なステップに関して説明する。本発明によるアクチュエータは、以下においては、マイクロアクチュエータと称される。複数のアクチュエータを、同時に形成することができる。しかしながら、図面においては、１つのアクチュエータだけが示されている。これらステップは、上記特許文献１に記載された各ステップを繰り返す。

図７Ａおよび図７Ｂにおいては、マイクロアクチュエータは、組み立てられた２つの部分からなる基板内に、全体的に埋め込まれている。図６Ａおよび図６Ｂにおいては、この場合にも組み立てられた２つの部分からなる基板内に、変位をトリガーするための手段だけが埋め込まれており、可動磁気部分および固定磁気部分は、基板上に配置されている。図６Ａおよび図６Ｂにおいては、双方の部材が、従来的な稠密な半導体基板である。これに対し、図７Ａおよび図７Ｂにおいては、一方は、従来的な稠密な半導体基板であるものの、他方は、ＳＯＩ（シリコンオンインシュレーター）基板である。そのようなシリコン基板は、シリコン内に埋設された状態で、例えば酸化シリコンからなるような、絶縁材料層９３−１を備えている。この基板の利点は、エッチング操作時に、絶縁材料層を、停止層として使用し得ることである。

半導体材料からなる従来的な稠密な基板９１またはＳＯＩタイプの基板９３といったような第１基板上において、固定磁気部分のために、マイクロ磁石３−１が形成され、また、可動磁気部分のために、マイクロ磁石２４が形成される。この操作は、図３Ａ〜図３Ｉおよび図４Ａ〜図４Ｉに図示されている。半導体材料からなるようなまたはＳＯＩタイプの基板からなるような第２基板９２上において、変位をトリガーするための手段が、形成される。この手段は、コイルとして構成し得る１つまたは複数の導電体として形成される（図５Ａ〜図５Ｇ）。図５Ａ〜図５Ｇにおいては、稠密な基板が、例示されている。
しかしながら、図５Ｂにおいては、ＳＯＩ基板の絶縁材料層を配置し得る位置が、破線によって示されている。

第１基板９１，９３から、操作が開始される。磁石の形状は、フォトリソグラフィーによって、決定される。これら磁石は、固定磁気部分のためのものであり、また、可動磁気部分のうちの、磁石重量を低減させた部分のためのものである。このために、樹脂５０−１（図３Ａおよび図４Ａ）を使用する。使用されるフォトリソグラフィーマスクは、磁石重量が低減された部分の構造を考慮したものとされる。このマスクは、磁石重量が低減された部分２００のうちの、低密度部分に対応するような、少なくとも１つの中実部分あるいはスペア部分５００を備えている。この例においては、低密度部分は、磁石の穴２１に対応している。この穴は、固体材料の欠損したものとすることも、あるいは、低密度材料によって充填されたものとすることも、できる。磁石重量が低減された部分２００は、図３においては、穴付きの磁石フレーム２４とされている。図４においては、穴２１は、基板材料によって充填されている。

第１基板９１，９３内において、磁石用のケース５１をエッチングする。これらケースは、磁石によって充填されることとなる部分のための型である。第１基板９１，９３は、マスクの中実部分５０−２のところにおいては、エッチングされない。エッチングは、ドライエッチングとすることができる。ＳＯＩ基板９３においては、エッチングは、酸化物層９３−１上において停止する。樹脂５０−１は、除去される。基板９１，９３上において、導電性接着サブ層が成膜される。実際、この選択肢は、図４Ｂにおいてのみ、例示されている。

図３Ｂにおいては、２つの接着性サブ層５２−１，５２−２が形成されている。第２の接着性サブ層５２−２は、第１の接着性サブ層５２−１と、基板９１と、の間に挿入されている。第２の接着性サブ層５２−２は、基板９１に対しての、第１の接着性サブ層５２−１の良好な接着をもたらす。第２の接着性サブ層５２−２は、また、その後に形成されることとなる磁石フレーム２４の腐食に対しての保護をもたらす。第１サブ層は、金から形成することができ、第２サブ層は、チタンから形成することができる。図４Ｂの例においては、これらの２つのサブ層の双方を使用することができる。

磁石を成膜する領域は、フォトリソグラフィーによって決定される。使用された樹脂は、符号５０−２によって示されている。磁石３−１，２４は、電解によって成膜される。使用される材料は、コバルト−白金とすることができる（図３Ｃおよび図４Ｃ）。

樹脂５０−２を除去するというステップを行った後に、磁石の平面化のステップを行い、その後、表面上のサブ層５２を除去するというステップ（図４Ｄ）、あるいは、両方のサブ層５２−１，５２−２を除去するというステップ（図３Ｄ）、を行う。

次に、固定磁気部分の磁石３−１上に電気的コンタクトＣ１，Ｃ２を形成し得るよう、また、可動磁気部分のフレーム２４上に電気的コンタクトＣを形成し得るよう、導電性表面層５３を成膜することができる。

コンタクト接触Ｃ１，Ｃ２，Ｃの幾何形状は、フォトリソグラフィーによって決定される。樹脂は、符号５０−３によって示されている（図３Ｅおよび図４Ｅ）。すべての磁石が同時に形成されることにより、可動磁石２４も、また、上面上に導電性層を有している。導電性層は、腐食からの保護を行うという役割を有している。図３Ｅおよび図４Ｅにおいては、樹脂５０−３が、可動磁気部分２００の穴２１を占めている。

次なるステップは、コンタクトＣ１，Ｃ２，Ｃの領域を規定し得るよう、導電性層５３をエッチングするというステップである。図３Ｆにおいては、導電性層５３は、磁石重量が低減された部分２００の穴２１のところにおけるエッチングによって、除去される。穴２１のところに位置した基板材料は、図３Ｉから理解されるように、その後、除去されることとなる。図４Ｆにおいては、導電性層５３は、磁石重量が低減された部分２００の穴２１のところからは、除去されない。これにより、図４Ｉにおけるエッチングステップ時に、穴を充填している基板材料がエッチングされてしまうことを防止する。

その後、樹脂５０−３を除去する。表面上に、例えばＳｉＯ_２ からなるような絶縁層５４を成膜する。その後、平坦化ステップを行う（図３Ｆおよび図４Ｆ）。

次に、導電体に対する電力供給を可能とし得るようコンタクトに対してのアクセスをもたらすための少なくとも１つの開口４６を、第２基板上において決定し、さらに、可動磁気部分をなす磁石重量を低減させた部分２００を囲む前面フリースペース５８正面の形状を決定する。このステップは、フォトリソグラフィーステップであり、使用される樹脂は、符号５０−４によって示されている（図３Ｇおよび図４Ｇ）。樹脂５０−４は、磁石重量を低減させた部分２００を占有する。

次に、樹脂５０−４を有していないところにおいて、絶縁体層５４をエッチングする。樹脂５０−４は、除去される（図３Ｈおよび図４Ｈ）。その後、磁石重量が低減された部分２００は、その周辺部分５８とともに、固定磁石３−１のところまで露出される（図３Ｈおよび図４Ｈ）。

その後、基板９３のドライエッチングを、磁石重量が低減された部分２００の周囲部分５８のところにおいて、および、開口４６のところにおいて、行う。このエッチングは、ＳＯＩ基板９３の場合には、絶縁体層上において停止する（図４Ｉ）。穴２１を被覆している層５３は、穴２１がエッチングされることを防止する。なぜなら、この構成においては、穴が、基板９３の材料によって充填されているからである。

図３Ｉにおいては、磁石重量が低減された部分２００の周囲において、および、開口４６のところにおいて、および、フレーム２４の内部の穴２１のところにおいて、基板９１のドライエッチングを行う。したがって、穴２１は、基板９１の材料が欠損したものとされる。

変位をトリガーするための手段３０は、図２Ａの場合と同様のものと仮定される。

第２基板９２上において、導電体４−１の幾何形状、および、電力供給用コンタクトを付帯している端部４５の幾何形状を、フォトリソグラフィーによって決定する。使用される樹脂は、符号５０−５によって示されている（図５Ａ）。

導電体４−１を受領すべきケース５５のエッチングを実行する。ＳＯＩ基板においては、ケース５５のエッチングは、絶縁層において停止する。ケース５５の深さは、導電体４−１の厚さに対応する。樹脂５０−５を除去した後に、表面上に、導電性接着サブ層５６（図５Ｂ）を成膜する。このサブ層５６は、例えば、銅から形成することができる。さらに、図３Ｂに示すような第２サブ層を導入することができる。この第２サブ層は、例えば、チタンから形成することができる。

導電体を成膜するための領域は、フォトリソグラフィーによって決定する。使用される樹脂は、符号５０−６によって示されている。導電体４−１は、電解によって成膜される。導電体４５の端部４５が、図示されている（図５Ｃ）。コーティング膜は、銅とすることができる。

樹脂５０−６を除去し、導電体コーティング膜を平坦化する。導電性サブ層５６は、表面上においてエッチングされ、これにより、除去される（図５Ｄ）。

その後、導電体４−１に対する電力供給を行うためのコンタクト４７を形成し得るよう、表面上に、導電性層５７を成膜する。これらコンタクト４７は、導電体４−１の端部４５を被覆している。コンタクト４７の幾何形状は、フォトリソグラフィーによって決定され、使用される樹脂は、符号５０−７によって示されている（図５Ｅ）。

次に、導電性層５７をエッチングし、これにより、樹脂５０−７によって保護されていない場所において、導電性層を除去する。樹脂５０−７を除去した後に、絶縁層５９を表面上に成膜する。絶縁層５９は、酸化シリコンＳｉＯ_２ から形成することができる。この絶縁層は、第１基板９１，９３と第２基板９２との組立時に、導電体４−１と磁石３−１，２４とを絶縁する（図５Ｆ）。

表面の平坦を実行し、コンタクト４７を露出させる（図５Ｇ）。

その後、図３Ｉの基板と図５Ｇの基板とを（図６Ａ）、あるいは、図４Ｉの基板と図５Ｇの基板とを（図７Ａ）、接着剤によってあるいは互いに当接させることによって、組み立てる。

この場合、磁石３−１，２４は、磁石重量が低減された部分２００の解放時には、接着性サブ層によって基板に対して堅固に取り付けられた固定磁石３−１に向けて吸着されることがないよう、上述とは異なる磁化を受けるべきである。

第１基板９１，９３は、全体的にあるいは部分的に、除去されることとなる。この除去は、機械的な薄肉化によっておよび／または化学的エッチングによって、行うことができる。図６Ｂにおいては、基板９１，９３は、完全に除去されており、図７Ｂにおいては、除去は、酸化物層９３−１のところで停止しており、基板９３をなすシリコンは、下方に位置したままである。その後、磁石３−１，２４は、２つの部分９２，９３を組み立てることによって形成された基板内へと埋め込まれる。一方、図７Ｂにおいては、磁石３−１，２４は、基板９２の表面上にある。

本発明のいくつかの実施形態について詳細に説明したけれども、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変形や修正を行い得ることは、理解されるであろう。

公知の磁気アクチュエータを示す図である。 公知の磁気アクチュエータを示す図である。 公知の磁気アクチュエータを示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 本発明による磁気アクチュエータの様々な実施形態を示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 重厚な半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 ＳＯＩタイプの半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータの固定磁気部分および可動磁気部分を形成するための様々なステップを示す図である。 半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータにおいて可動磁気部分の変位をトリガーするための手段を形成するための様々なステップを示す図である。 半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータにおいて可動磁気部分の変位をトリガーするための手段を形成するための様々なステップを示す図である。 半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータにおいて可動磁気部分の変位をトリガーするための手段を形成するための様々なステップを示す図である。 半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータにおいて可動磁気部分の変位をトリガーするための手段を形成するための様々なステップを示す図である。 半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータにおいて可動磁気部分の変位をトリガーするための手段を形成するための様々なステップを示す図である。 半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータにおいて可動磁気部分の変位をトリガーするための手段を形成するための様々なステップを示す図である。 半導体基板上に、本発明による磁気アクチュエータにおいて可動磁気部分の変位をトリガーするための手段を形成するための様々なステップを示す図である。 図３Ｉにおいて得られた基板に関しての、組立ステップおよび仕上げステップを示す図である。 図５Ｇにおいて得られた基板に関しての、組立ステップおよび仕上げステップを示す図である。 図４Ｉにおいて得られた基板に関しての、組立ステップおよび仕上げステップを示す図である。 図５Ｇにおいて得られた基板に関しての、組立ステップおよび仕上げステップを示す図である。

符号の説明

１０ 固定磁気部分
１１ 吸引領域
１２ 吸引領域
２０ 可動磁気部分
２１ 穴
２２ 磁石
２４ 磁石、磁石フレーム
２５ 低密度固体材料
２６ 磁石
２７ 穴、低密度部分
２８ 中央磁石
２９ 低密度部分、誘電性部分
３０ 可動磁気部分の変位をトリガーするための手段、導電体
３０．１ 導電体部分
３０．２ 導電体部分
９１ 第１基板
９２ 第２基板
９３ 第１基板
２００ 磁石重量を低減させた磁石ベース部分
２０１ａ 面
２０５ 面、ジグザグ面

Claims (21)

1. 磁気アクチュエータであって、
   可動磁気部分（２０）と、
   この可動磁気部分（２０）を吸着するための少なくとも２つの吸引領域（１１，１２）を有した固定磁気部分（１０）と、
   前記可動磁気部分（２０）の変位をトリガーするための手段（３０）と、
   を具備し、
   前記可動磁気部分（２０）が、前記吸引領域（１１，１２）に対して吸着されていないときには、浮揚型とされ、
   このような磁気アクチュエータにおいて、
   前記可動磁気部分（２０）が、磁石重量を低減させた磁石ベース部分（２００）を備え、
   この部分（２００）が、全体的容積を有し、
   この部分（２００）の質量が、前記全体的容積のすべてが磁石から形成されている場合と比較して、小さなものとされ、
   前記磁石重量を低減させた前記部分が、前記変位を行う方向において、第１磁石部分と第２磁石部分とを備え、
   前記第１磁石部分と前記第２磁石部分とが、互いに同じ磁化方向を有し、
   前記第１磁石部分と前記第２磁石部分とが、これら第１磁石部分および第２磁石部分の密度よりも小さな密度を有した低密度部分によって離間され、
   前記変位をトリガーするための前記手段が、一連をなす複数の導電体をなす導電体部分からなる少なくとも２つの曲折路として構成された少なくとも１つの導電体を備え、
   前記複数の導電体においては、電流が互いに逆向きに流れ、
   前記可動磁気部分が前記吸引領域に対して吸着されている場合には、前記第１磁石部分と前記第２磁石部分とが、それぞれ、前記導電体（３１．１、あるいは、３１．２）のうちの同じ向きに電流が流れている導電体と協働するものとされていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
2. 請求項１記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記第１磁石部分と前記第２磁石部分とが、少なくとも１つの穴によって離間されていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
3. 請求項２記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記穴（２１）が、貫通穴とされていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
4. 請求項２または３記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記穴（２１）が、前記磁石（２４）よりも密度が小さなものとされた固体材料（２５）によって、充填されていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
5. 請求項４記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記低密度固体材料（２５）が、半導体材料、プラスチック材料、軟磁性材料、および、誘電性材料、の中から選択されていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
6. 請求項２または３記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記穴（２１）が、固体材料が欠如したものとされていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）が、実質的に矩形プレートとされていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）が、磁石フレーム（２４）を備えていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁気アクチュエータにおいて、
   前記第１磁石部分と前記第２磁石部分とが、前記変位を行う方向に対して実質的に直交したバーの形態とされていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の磁気アクチュエータにおいて、
    前記第１磁石部分と前記第２磁石部分とが、前記可動磁気部分の各端部に配置されていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の磁気アクチュエータにおいて、
    前記第１磁石部分と前記第２磁石部分との前記変位の方向における寸法が、前記変位を行う長さと実質的に同じものとされていることを特徴とする磁気アクチュエータ。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の磁気アクチュエータにおいて、
    前記吸引領域（１１，１２）が、前記可動磁気部分（２０）のうちの、前記吸引領域（１１，１２）に対して吸着されることとなる前記面（２０１ａ，２０５）の幾何形状に対して相補的な幾何形状を有していることを特徴とする磁気アクチュエータ。
13. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の磁気アクチュエータにおいて、
    少なくとも一方の前記吸引領域（１１）が、前記可動磁気部分（２０）がこの吸引領域に対して吸着した際に容量性コンタクトを行い得るよう、誘電性部分（１１１）を有していることを特徴とする磁気アクチュエータ。
14. 磁気アクチュエータを形成するための方法であって、
    −第１基板（９１，９３）上において、固定磁気部分をなす磁石（３−１）と、可動磁気部分の、磁石重量を低減させた部分（２００）をなす磁石（２４）と、を受領し得るケース（５１）を形成し、この場合、前記部分（２００）を、全体的容積を有するものとし、この部分（２００）の質量を、前記全体的容積のすべてが磁石から形成されている場合と比較して、小さなものとし、さらに、低密度部分によって離間された第１磁石部分と第２磁石部分とを設け、
    −前記第１磁石部分と前記第２磁石部分とが互いに同じ磁化方向を有するようにして、前記ケース（５１）内に、磁石（３−１，２４）を成膜し、
    −誘電体層（５４）を成膜し、その後、この誘電態層をエッチングし、これにより、前記可動磁気部分の、前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）と、その周囲部分と、を、前記固定磁気部分のところまで、露出させ、
    −第２基板（９２）上において、前記可動磁気部分の変位をトリガーさせるための導電体を受領し得る少なくともケース（５５）を形成し、前記導電体を、一連をなす複数の導電体をなす導電体部分からなる少なくとも２つの曲折路として構成し、さらに、前記複数の導電体においては、電流が互いに逆向きに流れるものとし、
    −前記ケース（５５）内に導電体（４−１）を成膜し、
    −互いに対向させつつ双方の基板（９１または９３，９２）を組み立て、
    −前記第１基板（９１，９３）を完全にあるいは部分的に除去し、これにより、前記固定磁気部分から、前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）を解放する、
    ことを特徴とする方法。
15. 請求項１４記載の方法において、
    前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）を解放する前に、前記可動磁気部分の前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）内の磁石（２４）を磁化するとともに、可能であれば、前記固定磁気部分を磁化することを特徴とする方法。
16. 請求項１４または１５記載の方法において、
    前記第１基板（９１，９３）の前記誘電体層（５４）の前記エッチングステップを行うことにより、前記導電体（４−１）に対して電力を供給するための少なくとも１つの電気コンタクトに対してのアクセスをもたらし得る少なくとも１つの開口（４６）を形成することを特徴とする方法。
17. 請求項１６記載の方法において、
    前記誘電体層（５４）の前記エッチングステップの後に、前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）の周囲において、および、前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）の一部を構成することとなる少なくとも１つの低密度部分（２１）のところにおいて、前記第１基板（９１，９３）のエッチングステップを行うことを特徴とする方法。
18. 請求項１６記載の方法において、
    前記誘電体層（５４）の前記エッチングステップの後に、前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）の一部を構成することとなる少なくとも１つの低密度部分（２１）をマスキングしつつ、前記磁石重量を低減させた前記部分（２００）の周囲において、前記第１基板（９１，９３）のエッチングステップを行い、
    これにより、前記部分（２１）を、基板材料によって充填された低密度部分とすることを特徴とする方法。
19. 請求項１４〜１８のいずれか１項に記載の方法において、
    前記導電体（４−１）の成膜後にかつ前記双方の基板（９１あるいは９３，９２）の組立前に、前記第２基板（９２）上において、前記導電体（４−１）に対する電力供給用の少なくとも１つの電気的コンタクト（４７）を形成することを特徴とする方法。
20. 請求項１４〜１９のいずれか１項に記載の方法において、
    前記双方の基板（９１あるいは９３，９２）の組立前に、前記第２基板（９２）の表面上に、誘電体材料（５９）を成膜することを特徴とする方法。
21. 請求項１４〜２０のいずれか１項に記載の方法において、
    前記基板を、稠密な半導体基板、あるいは、ＳＯＩタイプの基板（９３）とすることを特徴とする方法。

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